安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司
免費(fèi)會(huì)員
未曉妃
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
0引言
配電室是電網(wǎng)系統(tǒng)的終端，它是分布*廣的電力設(shè)施之一，對(duì)電能的輸送和分配起著非常重要的作用。傳統(tǒng)的配電室管理都是采用人工巡查和定時(shí)檢查的方式進(jìn)行，導(dǎo)致了配電室中的安全隱患得不到及時(shí)解決，只有出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)才能發(fā)現(xiàn)故障。數(shù)字孿生為這些難題的解決提供了新途徑。“數(shù)字李生”是利用人工智能、傳感和模擬工具等數(shù)字化技術(shù)，在真實(shí)世界和物理實(shí)體之間通過(guò)平行交互、精*映射和虛實(shí)迭代的一種新的方法。數(shù)字孿生技術(shù)能夠?qū)φ鎸?shí)環(huán)境中的實(shí)體進(jìn)行監(jiān)測(cè)、診斷和預(yù)測(cè)，本課題在分析數(shù)字化李生技術(shù)特性的基礎(chǔ)上，從配電機(jī)房運(yùn)行與管理的實(shí)際需要出發(fā)，分析其概念，研究基于數(shù)字化孿生的配電機(jī)房運(yùn)行與管理的技術(shù)體系與核心技術(shù)，為進(jìn)一步提升工作效率做鋪墊。
1數(shù)字孿生技術(shù)內(nèi)涵
2數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)
從基本的層次化思想出發(fā)，歸納了數(shù)字孿生技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的通用解決方案。首先，建立一條信道，以實(shí)現(xiàn)與物理實(shí)體之間的信息實(shí)時(shí)傳遞。其次，基于實(shí)際數(shù)據(jù)，建立了一個(gè)具有較強(qiáng)擬合性的數(shù)字孿生模型，并對(duì)模型進(jìn)行了模擬和分析。如果得到的結(jié)果與需要相匹配，那么就可以使用這個(gè)數(shù)字孿生體，對(duì)其進(jìn)行輔助決策，從而有助于實(shí)現(xiàn)改*產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高生產(chǎn)效率等生產(chǎn)目標(biāo)，或者是實(shí)現(xiàn)故障診斷與預(yù)警等維護(hù)目標(biāo)；具體的數(shù)字孿生技術(shù)還體現(xiàn)在以下幾個(gè)層面。
3配電室數(shù)字孿生的關(guān)鍵要素與功能
3.1要素
（1）提供精*數(shù)據(jù)：配電室的各種數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的前提和依據(jù)，需要在機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備，使機(jī)房?jī)?nèi)的主要物性參數(shù)盡可能完整，并保證獲取的及時(shí)性以及具大的存儲(chǔ)空間，以便存儲(chǔ)機(jī)房整個(gè)生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)。采集裝置、網(wǎng)絡(luò)通道要穩(wěn)定、可靠，才能保證所采集到的數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性；此外，還要強(qiáng)化對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程的管理，以保證檔案類數(shù)據(jù)的詳細(xì)、準(zhǔn)確。
（2）對(duì)建模進(jìn)行科學(xué)合理化分析：配電室數(shù)字孿生核心功能包括檢測(cè)、診斷、預(yù)測(cè)等等，而科學(xué)合理地分析模型是實(shí)現(xiàn)以上前提的先決條件。在技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，配電室存在一定的物理特征，為確保模型的科學(xué)有效性，還需根據(jù)以往的各類及時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行深入研究，確保多元化的因素不會(huì)對(duì)其模型構(gòu)建造成阻礙。
（3）邊緣計(jì)算能力：受配電室數(shù)量因素的限制，導(dǎo)致在智能配電室中按照配電物聯(lián)網(wǎng)“云-管-邊-端”的構(gòu)架設(shè)計(jì)流程，確保設(shè)備邊緣計(jì)算能力可以發(fā)揮*大程度作用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電室內(nèi)各種運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和接入目的。這樣的運(yùn)行方式可以幫助維護(hù)人員全面地掌握設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，并能及時(shí)地做出預(yù)警和處理，減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的工作量，提高維護(hù)效率，保證供電的可靠性。
3.2功能
在配電室中應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，能夠通過(guò)建模的方法，精*掌握數(shù)據(jù)與模型之間的關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)配電室運(yùn)行轉(zhuǎn)臺(tái)監(jiān)管和綜合性管理的主要途徑。物聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)終端是配電室運(yùn)行狀態(tài)的重要體現(xiàn)，可利用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)配變監(jiān)測(cè)、開關(guān)量采集以及低壓開關(guān)位置信息采集等功能；在此基礎(chǔ)上，相關(guān)的工作者要以邊緣計(jì)算所提供的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)其展開深入調(diào)研以及探究，積極做好區(qū)域自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)工作。在傳統(tǒng)的配電室中存在著諸多問(wèn)題，比如缺少巡視記錄、人工操作繼續(xù)以及缺乏相關(guān)工作資料等等，而數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用可強(qiáng)化機(jī)器人巡檢，AI識(shí)別和終端設(shè)備控制等手段，能夠*大程度地提升配電室總體工作效率。
4數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)在配電室中的應(yīng)用
4.1智慧云平臺(tái)建設(shè)
4.2物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于配電室，通過(guò)搭建軟硬件平臺(tái)，以分布式邊緣計(jì)算為基礎(chǔ)架構(gòu)，基于硬件資源平臺(tái)，利用手機(jī)終端系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求。該智能網(wǎng)關(guān)是一種集數(shù)據(jù)*合、邊緣計(jì)算于一體的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠?qū)ε潆姍C(jī)房的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全*位的信息收集和實(shí)時(shí)監(jiān)控。配電物聯(lián)網(wǎng)是基于智能網(wǎng)關(guān)的，它可以幫助提高工作人員的工作效率，用智能化和信息化的方式替代傳統(tǒng)手工操作，減少人為操作所帶來(lái)的局限性，大大提高工作質(zhì)量；并且可以對(duì)配電房的工作狀態(tài)進(jìn)行全*候的實(shí)時(shí)跟蹤和監(jiān)控。
4.3通信拓?fù)?/span>
消息列隊(duì)遙測(cè)傳輸協(xié)議是配電物聯(lián)網(wǎng)通信拓?fù)涞闹饕憩F(xiàn)形式，它的主要職責(zé)是將通信協(xié)議傳遞到各個(gè)設(shè)備端口，在低寬帶以及網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的環(huán)境下，還可以實(shí)現(xiàn)良好的服務(wù)效果。這種運(yùn)行模式在保證設(shè)備運(yùn)行速度快、互聯(lián)互通的前提下，保證設(shè)備的精細(xì)化管理。
4.4配電室中壓部分以及低壓部分改造方案
（1）中壓：根據(jù)目前我國(guó)用戶配電是現(xiàn)狀分析得知，中壓部分的改造方案可被分為以下幾個(gè)方面；首先；將全新的配電終端與中壓柜進(jìn)行有*合，利用101以及104規(guī)約渠道將數(shù)據(jù)傳輸給智能網(wǎng)關(guān)，再通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧平臺(tái)數(shù)據(jù)接收。其次；在中壓柜中，要利用保護(hù)模塊，將數(shù)據(jù)通過(guò)103規(guī)約傳遞給智慧平臺(tái)。*后；中壓柜沒(méi)有任何智能化設(shè)備，因此可以在柜體內(nèi)部安裝一個(gè)智能終端，對(duì)每個(gè)柜體的電氣量和非電能*進(jìn)行采集，并使用104規(guī)約與智能網(wǎng)關(guān)展開通信，智能網(wǎng)關(guān)將其轉(zhuǎn)發(fā)給智慧云平臺(tái)。在對(duì)中壓部分進(jìn)行了改造之后，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中壓柜的電壓、電流等電學(xué)參數(shù)的采集與監(jiān)控，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)非電學(xué)參數(shù)的采集，如局放、電纜接頭溫度、柜體溫度等。
（2）低壓：變壓器柜、進(jìn)線柜、補(bǔ)償柜、出線柜、聯(lián)絡(luò)柜以及配電室內(nèi)用電配電箱都屬于配電室低壓側(cè)改造范疇，為此，在具體的方案設(shè)計(jì)中，要將SCU作為通信和邊緣處理中心，利用MQTT通信協(xié)議或104規(guī)約，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)路由模式與智慧云平臺(tái)進(jìn)行通信。
4.5設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)方案
聯(lián)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，主要是將配電室環(huán)境、視頻以及安防聯(lián)動(dòng)進(jìn)行有地結(jié)合起來(lái)，通過(guò)在配電室視頻監(jiān)控系統(tǒng)中安裝網(wǎng)絡(luò)攝像頭以及視頻分析主機(jī)，對(duì)智能網(wǎng)關(guān)路由進(jìn)行訪問(wèn)，從而達(dá)到HTTP協(xié)議與智慧云平臺(tái)的互聯(lián)互通。一般來(lái)說(shuō)，配電室環(huán)境監(jiān)控的重*是對(duì)配電室的溫度、濕度等信息進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)傳感器和智能物聯(lián)裝置之間的實(shí)時(shí)通信來(lái)加強(qiáng)動(dòng)態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)的效果。在智能物聯(lián)系統(tǒng)中，對(duì)綜合監(jiān)測(cè)設(shè)備的布線方式主要采用“智能網(wǎng)關(guān)路由”方式。
5配電室中應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)的主要注意事項(xiàng)
1）強(qiáng)化配套傳感裝置的推廣
2）提高對(duì)搭建多維度*合數(shù)據(jù)平臺(tái)的重視
3）深度研究計(jì)算分析模式，加大開發(fā)力度
6安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
6.1概述
配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)（云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī)）、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統(tǒng)（燈光、空調(diào)、除*機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵）、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監(jiān)控子系統(tǒng)（雙鑒檢測(cè)器）。
6.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。
6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
6.4系統(tǒng)功能
6.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室環(huán)境參數(shù)信息，實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。
6.4.2數(shù)據(jù)查詢
在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
6.4.3曲線查詢
可以直接查看各電參量曲線。
6.4.4運(yùn)行報(bào)表
查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表。
6.4.5實(shí)時(shí)告警
具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。
6.4.6歷史事件查詢
能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
6.4.7用戶權(quán)限管理
設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。
6.4.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
6.4.9遙控功能
可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。
6.5系統(tǒng)硬件配置
